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[文化] 猪血在故宫古建筑中的科学运用

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痴人梦语 发表于 2023-10-2 21:17:47 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
猪血在故宫古建筑中的科学运用
周 乾
故宫古建筑不仅有雄伟的壮观，还有绚丽的油饰彩画。它们遍布于故宫古建筑的立柱、门窗（图1）、斗拱、梁枋、屋檐、天花等木构件的表面，犹如华丽的外衣。而外衣的“内胆”，则是“地仗”（图2）。地仗是由猪血、砖灰、面粉、桐油、麻等材料调制而成的灰浆，且由若干灰浆层叠加而成。地仗包裹在木基层的表面，有利于避免木构件遭受日晒、雨淋、虫咬等破坏。其中，猪血以血料的方式被科学运用到地仗中，发挥了极其重要的作用。
猪血在故宫古建筑中的科学运用 第1张图片


图1 故宫仁祥门油饰面层
猪血在故宫古建筑中的科学运用 第2张图片


图2 故宫仁祥门油饰地仗层
血料由新鲜的猪血与石灰在常温下配制而成，其配置过程包括三步。第一步将猪血过筛：从市场上购买新鲜猪血，用丝瓜瓤或稻草用力搓揉，将血块搓成稀血浆，然后过铁纱网，去掉其中的血丝和杂质。第二步泼石灰水：将块状的生石灰置于桶中，泼入约4倍重量的清水，均匀调制成稀浆，再过40目铁纱网，制成净石灰水。第三步制成血料：将净石灰水倒入过筛后的血浆内，便加入边搅拌，使得石灰与猪血中的蛋白质充分作用，然后再放置再阴凉处2-3小时，即制成色紫、粘稠状的血料。血料为碱性材料，具有良好的干燥性能和粘结性能。在地仗施工中，血料掺入灰浆中，可不同程度提高灰浆的粘结性、和易性、防水性、防裂性、干燥性等性能，并提高了施工操作的便利性。
血料在故宫古建筑地仗施工中，有着丰富的运用，以常见“一麻五灰”做法（图3）为例说明。“一麻五灰”工艺的特点为：从木基层到地仗的最外层，主要用五种灰浆、一次麻。其工艺流程为：木基层处理→汁浆→捉缝灰（第一种灰浆）→通灰（第二种灰浆）→使麻→压麻灰（第三种灰浆）→中灰（第四种灰浆）→细灰（第五种灰浆）→磨细钻生。五种灰浆均为油满：血料：砖灰按体积比配置而成，具体比例为：捉缝灰—1：1：1.5、通灰—1：1：1.5、压麻灰—1：1：3、中灰—1：2：3.5、细灰—1：10：20。此处“油满”是由灰油、面粉、石灰水按一定比例调配而成，为调制地仗灰的胶结材料，“满”即各种材料配齐的意思；灰油则是由生桐油、土籽面、樟丹粉按一定比例混合，熬制而成。需要说明的是，在地仗施工过程中，油满为主要胶结材料，血料为辅助胶结材料。
猪血在故宫古建筑中的科学运用 第3张图片


图3 一麻五灰地仗分层示意
上述工序中，“汁浆”即在木基层表面刷油浆，以利于地仗灰与木基层粘接；其中，油浆材料体积比为油满：血料∶清水—1∶1∶10。“使麻”即在通灰层表面刷粘麻浆，然后将麻类植物的纤维粘在上面，以防止地仗开裂；其中，粘麻浆的材料体积比为油满：血料—1：1。由此可见，在故宫古建筑地仗施工时，几乎用到的每种灰浆都包括了血料。
另不难发现，从木基层向外的各层灰浆，使用的血料与油满的比例逐渐增大。由于血料的粘结性能不及油满，因而这有利于逐渐减小灰浆的粘接力，使得靠近木基层的灰浆粘接力最大、最外层灰浆的粘接力最小。这种配比变化的灰浆，有利于地仗层紧紧包裹在木基层表面，产生良好的保护效果，且避免了地仗层与木基层的剥落问题。
血料在地仗灰中的运用，包含了丰富的科学机理。血料在制备过程中，其中的蛋白质在碱性环境下分解，与灰浆中的钙离子产生交联，将灰浆中的氢氧化钙、碳酸钙颗粒紧紧连接起来，因而有利于提高地仗的粘接性能。血料加入灰浆中，产生的小气泡充斥在灰浆中，可以使灰浆颗粒均匀分散，因而可以增强地仗的和易性。血红蛋白中羟基、氨基、羧基等活性官能团，可与灰浆材料形成防水的胶合键，因而可增强地仗的防水性能。猪血中的血红蛋白既有亲水基又有亲油基，其亲油基可与灰浆中的桐油较好的融合，亲水基可与灰浆中的水分结合，以上均可在灰浆中形成网格结构，因而有利于地仗防裂。血红蛋白中的阴离子基团及亲水性基团，可以使灰浆颗粒之间产生静电排斥力，有利于释放灰浆中的游离水，因而有利于地仗的干燥。
需要说明的是，猪血在故宫古建筑地仗中并非自明代就有，且与牛羊血有明显区别。根据故宫内的老工匠介绍：故宫内清早期及以前的地仗做法，其各层灰浆并未使用血料，仅仅为调整油满的材料比例而成，地仗表面呈黄色，又被称为“净满地仗”；由于清政府的逐渐没落，在百姓日常生活都很难维持的前提下，地仗灰中大量使用面粉的做法已不现实；于是宫中参考民间地仗的做法，在地仗灰中掺入了猪血，保留了部分油满，地仗表面呈墨绿色。二种地仗在施工时相比，净满地仗极其坚硬，而含猪血的地仗有着多种良好的性能。另之所以不用牛羊血，是因为牛羊是吃草的动物，其血料为脆性，粘接性能、和易性能较差；猪是杂食性动物，血料中油脂成分较多，各种性能较好。
综上可知，猪血在故宫古建筑地仗中的科学运用，是我国古代工匠丰富经验、卓越智慧的结晶，值得我们研究和传承。（感谢张奉兵师傅的大力支持）
（《科技日报》2023年9月1日第8版载）


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